Способ термостатирования объектов,находящихся в условиях колебаний тепловой нагрузки

 

Изобретение относится к области термостатирования объектов, находящихся в условиях периодических и неравномерных колебаний тепловой нагрузки при температурах ниже окружающей среды, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности для термостатирования блоков радиоэлектроники, а также йоддержания микроклимата в пищевой промьшшенности , медицине. Целью изобретения является уменьшение энергозатрат и повышение точности поддержания температуры. На объект воздействуют хладагентом, в качестве которого используют гидратообразующее вещество , при этом пары его после взаимодействия с объектом конденсируют с одновременным образованием или плавлением газгидратов путем поддержания в емкости давления выше давления в верхней критической точке гидратообразования, а температуры - вьше температуры гидратообразования и ниже температуры плавления гидратов, 2 ил о (О (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК п11 4 F 25 В 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н AВтО Снсьгк свидкткльетвч

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4003290/31-13 (22) 03.01.86 (46) 15.07.88. Бюл. Н - 26 (71) Одесский технологический институт холодильной промышленности (72) В.В.Клименко и 10.П.Денисов (53) 62 1.565 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 821873, кл. F 25 D 3/00, 1981.

Ужанский В.С. Автоматизация холодильных машин и установок. M., 1982, с.254-255 ° (54) СПОСОБ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ, НАХОДЯЩИХСЯ В УСЛОВИЯХ КОЛЕБАНИЙ ТЕПЛОВОЙ НАГРУЗКИ (57) Изобретение относится к области термостатирования объектов, находящихся в условиях периодических и неравномерных колебаний тепловой нагрузки при температурах ниже окружаю„„SU„„1409829 А 1 щей среды, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, в частности для термостатирования блоков радиоэлектроники, а также поддержания микроклимата в пищевой промышленности, медицине. Пелью изобретения является уменьшение энергозатрат и повышение точности поддержания температуры. На объект воздействуют хладагентом, в качестве которого используют гидратообразующее вещество, при этом пары его после взаимодействия с объектом конденсируют с одновременным образованием или плавлением газгидратов путем поддержания в емкости давления выше давления в верхней критической точке гидратообразования, а температуры — выше температуры гидратообразования и ниже температуры плавления гидратов, 2 ил.

1409829

Изобретение относится к термостатированию объектов, находящихся в условиях периодических неравномерных колебаний тепловой нагрузки при темJ пературах ниже окружающей среды, и может быть использовано в различных (, отраслях промьппленности, в частности

,для термостатирования блоков радио электроники, а также для поддержания микроклимата в пищевой промьппленности, медицине.

Цель изобретения — уменьшение энергозатрат и повышение точности поддержания температуры. 15

Сущность способа заключается в том, что на объект воздействуют хладагентом, в качестве которого используют гидратообразующее вещество, при этом пары его после взаимодействия с объектом конденсируют с одновременным образованием или плавлением газгидратов путем поддержания в емкости давления вьппе давления в верхней критической точке гидратообразования, la температуры — вьппе температуры

1 гидратообразования и ниже температуры плавления гидратов.

На фиг. 1 изображена схема установки для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — диаграмма, иллюстрирующая осуществление, способа, На диаграмме (фиг.2) линия CP— кривая упругости паров (гидратообразу ющего вещества); линия ВАД вЂ” равно(35 весная кривая гидратообразования, (! левее которой гидраты образуются, а правее плавятся; точка А — верхняя критическая точка гидратообразования, в которой существуют четыре фазы: жидкий и парообразный гидратообразующий агент, вода и газовые гидриты„

I цикл (1-2-3-4-5) иллюстрирует процессы, происходящие с гидратообразующим веществом, когда тепловая

45 нагрузка на термостатируемый объект превышает холодопроизводительность.

I > холодильной машины; II цикл (1 -2» 3—

4 - 5 ) — процессы, происходящие с гидратообразующим веществом, когда тепловая нагрузка на термостатируемый объект меньше холодопроизводительности холодильной машины.

Установка (фиг. 1) для термостатиро-вания объектов по данному способу включает холодильную машину, состоящую из компрессора 1, конденсатора

2, терморегулирующего вентиля .3 и испарителя 4, а также промежуточный контур циркуляции гидратообраэующего вещества, состоящий из насоса 5, испарителя 6, расположенного в термостатируемом объекте 7, регулирующего вентиля 8 и емкости 9 хладоаккумулятора, в объеме которого установлен испаритель 4 холодильной машины.

Холодильная машина .подбирается по средней тепловой нагрузке на термостатируемый объект и обеспечивает поддержание в емкости 9 хладоаккумулятора давление вьппе давления в верхней критической точке гидратообразования, а температуру - выше температуры гидратообразования гидратообразующего вещества и ниже температуры плавления газгидратов.

H p и м е р . В качестве гидратообразующего вещества используют фреон — 22.

Включают холодильную машину и производят накопление в емкости 9 определенного количества газгидратов, способного обеспечить снятие с объекта 7 максимальной тепловой нагрузки.

Затем включают насос 5 и жидкое гидратообразующее вещество давлении Р

Р = 9,14 бар направляют в испаритель 6 термостатируемога объекта 7, где в результате отвода тепла оно о нагревается до t< = 19,3 С, а затеи частично (- 20%) испаряется с понижением температуры и давления соответственно до t = 19 С и Р = 9 бар вследствие гидравлических потерь при циркуляции по длине испарителя. С помощью регулирующего вентиля 8 регулируют напор насоса 5 для поддержания давления(Р+ = 9,14 бар) и, соответственно температуры (й = 19,3 С) кипения гидратообразующего вещества— фреона — 22 — на заданном уровне.

При этом часть напора насоса 5 расходуется при дросселировании парожидкостного потока фреона — 22 в регулирующем вентиле 8 и давление хладагента на входе в емкость 9 понижается до Р = Р„ = 8,85 бар. В объеме емкости 9 хладоаккумулятора осуществляется конденсация паров 4реона — 22, образовавпп хся в испарителе 6, за счет холода, вырабатываемого холодильной машиной в испарителе 4. При этом в емкости 9 поддерживают давление выше давления в верхней, критической точке образования, а температуру— вьппе температуры гидратообразования

3 140982 и ниже температуры плавления газгидратов.

В случае, если тепловая нагрузка на термостатируемый объект превысит холодопроизводительность холодильной машины, в испарителе 6 образуется количество паров фреона — 22 больше, чем может быть сконденсировано холодильной машиной в емкости 9. 10

Они сконцентрируются за счет плавления газгидратов в емкости 9. Это обеспечивается, поскольку P > P> (8,85 бар > 8,2 бар), Q .t,p ) t„ (18,8 С ) 17,8 С ) 16,7 С), В результате плавления гаэгидратов освобождается дополнительное количе.ство жидкого фреона, который вследствие большего удельного веса по сравнению с газгидратной суспензией опус- 20 кается в нижнюю часть емкости 9.

При уменьшении тепловой нагрузки на термостатируемый объект до уровня, меньшего холодопроизводительности холодильной машины (Il цикл), газгидраты образуются с поглощением избыточного количества холода и рабочая точка (2), координаты которой соответствуют температуре = 15,7 С и

J давлению P = 8,45.бар гаэгидратной суспензии, определяется с одной стороны температурным напором b на образование газгидратов, а с другой стороны - температурным напором на конденсацию паров хладагента, поступающих из испарителя 6 термостатируе- З5

I мого объекта при температуре t

= 17,7 С. Это обеспечивается, поскольку

Р ) Рп (8,4 бар)8,2 бар), и (t>ct< (15,7 Са16,7 С(17,7 С). В результате снижения тепловой нагрузки регулирующим вентилем 8 увеличивают гидравлическое сопротивление на выходе из испарителя 6 для поддержания давления ( кипения Р4 = Р4 = 9,14 бар и, соот9

I ветственно, температуры и

4 4

19,3 С на заданном уровне..При этом количество жидкого фреона, циркулирую щего через испаритель 6 ° уменьшается, а избыточное количество жидкого фреона расходуется на образование газгидратов в хладоаккумуляторе.

Предлагаемый способ позволят обеспечить термостатирование объектов с о точностью до 1 С,,при этом достигаются более стабильные условия работы холодильной машины, обеспечивающей термостатирование, что способствует снижению энергозатрат при термостатировании.

Экономия энергозатрат по данному способу возрастает с увеличением неравномерности тепловой нагрузки и при изменении нагрузки, например, на

507. дает экономию электроэнергии примерно на 357..

Формула из обретения

Способ термостатирования объектов, находящихся в условиях колебаний тепловой нагрузки, предусматривающий воздействие на него хладагентом и поддержание давления кипения последне

ro, обеспечивающего необходимую температуру термостатирования, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения энергозатрат и обеспечения более высокой точности температуры термостатирования, B качестве хладагента используют гидратообразующее вещество, при этом пары хладагента после взаимодействия с объектом конденсируют в емкости, поддерживая давление в ней вьппе давления в верхней критической точке гидратообразования, а температуру - выше температуры гидратообразования и ниже температуры плавления гидратов.

14098?9

Составитель И,Шабалина

Редактор М.Петрова Техред M.ÄHäûê Корректор О.Патай

Заказ 3468/35

Тираж 482 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4